JP4811741B2 - エンジン回転停止制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン回転停止クランク角を制御する機能を備えたエンジン回転停止制御装置に関する発明である。

近年、特許文献１（特開２００５−３１５２０２号公報）に記載されているように、エンジン自動停止・始動システム（アイドルストップシステム）を搭載した車両では、再始動性を向上させるために、エンジン停止時にエンジン回転停止クランク角を始動に適したクランク角範囲に制御することを目的として、エンジンを自動停止させる際に、オルタネータの目標電流値を予め大きな値に設定された初期値に上昇させた後に低下させる制御を実行するようにしたものがある。
特開２００５−３１５２０２号公報（第２頁等）

上記特許文献１に記載のエンジン回転停止制御装置は、エンジンを自動停止させる際にオルタネータの負荷を制御することでエンジン回転停止クランク角を目標のクランク角範囲に制御しようとするものであるが、実際の制御では、ピストンが圧縮上死点を通過する時点で検出されたエンジン回転速度が４８０ｒｐｍ〜５４０ｒｐｍ内であるときに、予め設定されたマップを用いてオルタネータの目標電流値をその時点のエンジン回転速度に応じて設定するだけであるので（特許文献１の段落［００６９］参照）、オルタネータ負荷の制御が大雑把であり、エンジン停止過程のエンジン回転挙動のばらつきを十分に補償することが困難である。このため、上記特許文献１のものでは、エンジン回転停止クランク角のばらつきを十分に低減できず、再始動性向上の効果が少ないと思われる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、エンジン停止過程のエンジン回転挙動のばらつきを十分に補償することができて、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができるエンジン回転停止制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンジン停止要求が発生したときに燃焼（点火及び／又は燃料噴射）を停止させてエンジン回転を停止させるエンジン回転停止制御装置において、エンジン回転が目標停止クランク角で停止するまでの目標エンジン回転速度の軌道である目標軌道をフリクションに基づいて算出する目標軌道算出手段と、エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにエンジンの補機であるオルタネータの負荷を制御する停止制御手段とを備え、目標軌道算出手段は、フリクションに基づいて目標軌道を算出する際に、筒内圧の変化によって生じる前記目標軌道の変化に対応させるように目標停止クランク角に応じて目標軌道を補正し、停止制御手段は、オルタネータの基準負荷を設定して、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータの負荷を前記基準負荷を基準にして制御するようにしたものである。

エンジン停止過程では、フリクションによって運動エネルギ（回転エネルギ）が減衰してエンジン回転速度が低下していくため、フリクションに基づいて目標軌道を算出して、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにエンジンの補機であるオルタネータの負荷を制御すれば、エンジン停止過程のエンジン回転挙動のばらつきを十分に補償することができて、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができる。
しかも、本発明では、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータの負荷を制御する際に、オルタネータの基準負荷を設定して、オルタネータの負荷を該基準負荷を基準にして制御するようにしている。このようにすれば、オルタネータは、モータジェネレータと異なり、アシストトルクを出力できないという事情があっても、仮想的にオルタネータの負荷を正負両方向に制御することが可能となり（基準負荷以下の負荷を仮想的に負のトルクとし、基準負荷以上の負荷を正のトルクとしてオルタネータの負荷を制御することが可能となり）、目標軌道へのエンジン回転挙動の追従性を向上することができる。

ところで、エンジン停止過程では、エンジンの回転による筒内空気の圧縮・膨張により筒内圧が変化するが、エンジン回転停止時のクランク角によってエンジン回転停止時の筒内圧が変化してクランク軸に作用するコンプレッショントルク（筒内圧によって生じるトルク）が変化するため、目標停止クランク角で停止させるための適正な目標軌道も変化する。

この対策として、本発明は、目標停止クランク角に応じて目標軌道を補正するようにしているため、エンジン回転停止時のクランク角（目標停止クランク角）によってエンジン回転停止時の筒内圧が変化してコンプレッショントルクが変化するのに対応して、目標軌道を補正して目標停止クランク角で停止させるための適正な目標軌道を精度良く設定することができる。

この場合、請求項２のように、目標停止クランク角に基づいてエンジン回転を停止させる際の筒内圧を考慮した補正係数を算出し、該補正係数を用いて目標軌道を補正するようにすると良い。エンジン回転停止時のクランク角（目標停止クランク角）によってエンジン回転停止時の筒内圧（コンプレッショントルク）が変化するため、目標停止クランク角に基づいて補正係数を算出すれば、エンジン回転停止時の筒内圧（コンプレッショントルク）の影響を考慮した補正係数を設定することができ、この補正係数を用いて目標軌道を補正すれば、エンジン回転停止時のクランク角によってエンジン回転停止時の筒内圧（コンプレッショントルク）が変化するのに対応して目標軌道を制度良く補正することができる。

また、請求項３のように、目標軌道として、目標停止クランク角に至るまでの目標エンジン回転速度を上死点毎に設定した目標軌道を算出するようにしても良い。エンジン停止過程で各気筒の筒内圧は、圧縮行程でエンジン回転を妨げる方向（運動エネルギが減少する方向）に作用し、膨張行程でエンジン回転を促進する方向（運動エネルギが増加する方向）に作用するため、上死点毎に筒内圧による運動エネルギの収支が０となる。従って、目標軌道（目標停止クランク角に至るまでの目標エンジン回転速度）を上死点毎に設定するようにすれば、筒内圧による周期的な運動エネルギ変化の影響を排除して、エンジン回転停止時の筒内圧の影響のみを考慮して目標軌道を設定することができるため、目標軌道を設定する際の演算を簡単化することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の構成を概略的に説明する。
エンジン１１の吸気ポート１２に接続された吸気管１３の途中には、スロットルバルブ１４が設けられ、このスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）ＴＡがスロットル開度センサ１５によって検出される。吸気管１３には、スロットルバルブ１４をバイパスするバイパス通路１６が設けられ、このバイパス通路１６の途中に、アイドルスピードコントロールバルブ１７が設けられている。尚、バイパス通路１６とアイドルスピードコントロールバルブ１７を省略して、アイドル時もスロットルバルブ１４の開度によって吸入空気量を調整してアイドル回転速度を制御する構成としても良い。

スロットルバルブ１４の下流側には、吸気管圧力ＰＭを検出する吸気管圧力センサ１８が設けられ、各気筒の吸気ポート１２の近傍には、燃料噴射弁１９が取付けられている。

一方、エンジン１１の排気ポート２０に接続された排気管２１の途中には、排気ガス浄化用の触媒２２が設置されている。エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ２３が設けられている。エンジン１１のクランク軸２４に取付けられたシグナルロータ２５の外周に対向してクランク角センサ２６が設置され、このクランク角センサ２６からシグナルロータ２５の回転に同期して所定クランク角毎（例えば３０℃Ａ毎）にクランクパルス信号ＣＲＳが出力される。また、エンジン１１のカム軸２７に取付けられたシグナルロータ２８の外周に対向してカム角センサ２９が設置され、このカム角センサ２９からシグナルロータ２８の回転に同期して所定のカム角でカムパルス信号ＣＡＳが出力される。

また、エンジン１１の代表的な補機であるオルタネータ３３（発電機）には、クランク軸２４に連結されたクランクプーリ３４の回転がベルト３５を介して伝達される。これにより、エンジン１１の動力でオルタネータ３３が回転駆動されて発電するようになっている。このオルタネータ３３の発電制御電流（フィールド電流）をデューティ制御することで、オルタネータ３３の負荷を制御することができる。

上述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁１９の燃料噴射量や噴射時期、点火プラグ３１の点火時期を制御すると共に、アイドル運転中に所定の自動停止条件が成立してエンジン停止要求が発生したときに、燃焼（点火及び／又は燃料噴射）を停止させてエンジン回転を停止させるアイドルストップを実行し、このアイドルストップによるエンジン停止中に運転者が車両を発進させる操作（例えばアクセル操作、ブレーキ解除等）が行われたときに、所定の自動始動条件が成立してスタータ（図示せず）に通電してエンジン１１をクランキングして再始動させる。

更に、ＥＣＵ３０は、後述する図１１及び図１２の各ルーチンを実行することで、エンジン回転が目標停止クランク角で停止するまでの目標エンジン回転速度の軌道（以下「目標軌道」という）をフリクションに基づいて算出する目標軌道算出手段として機能すると共に、エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷を制御する停止制御手段として機能し、更に、フリクションに基づいて目標軌道を算出する際に目標停止クランク角に応じて目標軌道を補正する。

ここで、目標軌道は、目標停止クランク角に至るまでの目標エンジン回転速度Ｎetg をＴＤＣ（上死点）毎に算出してテーブル（図６参照）に割り付けたものである。

エンジン停止過程では、フリクションによって運動エネルギ（回転エネルギ）が減衰してエンジン回転速度が低下していくため、フリクションに基づいて目標軌道を算出して、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷を制御することで、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができる。

ところで、エンジン停止過程では、エンジン１１の回転による筒内空気の圧縮・膨張により筒内圧が変化するが、エンジン回転停止時のクランク角によってエンジン回転停止時の筒内圧が変化してクランク軸２４に作用するコンプレッショントルク（筒内圧によって生じるトルク）が変化するため、目標停止クランク角で停止させるための適正な目標軌道も変化する。

この対策として、本実施例では、目標停止クランク角に応じて目標軌道を補正することで、エンジン回転停止時のクランク角（目標停止クランク角）によってエンジン回転停止時の筒内圧が変化してコンプレッショントルクが変化するのに対応して、目標軌道を補正して目標停止クランク角で停止させるための適正な目標軌道を精度良く設定することができる。

以下、目標軌道の算出方法について説明する。
クランク軸２４に作用するコンプレッショントルクＴcp（筒内圧によって生じるトルク）は、次の（１）式により求めることができる。

ここで、Ｐは筒内圧、θはエンジン回転が停止するまでの回転角、Ａはピストン３６上面の面積、Ｌはコンロッド３７の長さ、ｉは気筒番号（４気筒の場合、ｉ＝１〜４）である。
このコンプレッショントルクＴcpとフリクショントルクＴfrとを用いて運動エネルギＥを次の（２）式により求めることができる。

また、コンプレッショントルクＴcpを考慮しない場合（フリクショントルクＴfrのみを考慮した場合）の運動エネルギＥは、次の（３）式により求めることができる。

上記（３）式より筒内圧（コンプレッショントルクＴcp）を考慮しない場合の運動エネルギＥと回転角θとの関係は線形特性（図２参照）を有するが、上記（１）、（２）式より筒内圧（コンプレッショントルクＴcp）を考慮した場合の運動エネルギＥと回転角θとの関係は非線形特性（図３参照）となる。また、運動エネルギＥはエンジン回転速度Ｎe の二乗に比例するため、筒内圧を考慮しない場合のエンジン回転速度Ｎe の二乗と回転角θとの関係は線形特性（図４の破線参照）を有するが、筒内圧を考慮した場合のエンジン回転速度Ｎe の二乗と回転角θとの関係は非線形特性（図４の実線参照）となる。

図４に示すように、目標停止クランク角φ［℃Ａ ＡＴＤＣ］で停止させるための目標軌道を算出する場合には、まず、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) における目標エンジン回転速度Ｎetg(0)の二乗を算出し、次にエンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりも１回前のＴＤＣ(1) ［４気筒の場合１８０℃Ａ前］における目標エンジン回転速度Ｎetg(1)の二乗を算出し、その次にエンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりも２回前のＴＤＣ(2) ［４気筒の場合（１８０×２）℃Ａ前］における目標エンジン回転速度Ｎetg(2)の二乗を算出するというように、目標停止クランク角φからクランク角を溯る方向に目標エンジン回転速度Ｎetg の二乗をＴＤＣ毎に算出していく。

具体的には、まず、図５に示す補正クランク角（補正係数）のマップを参照して、目標停止クランク角φに応じた補正クランク角（φ−θh ）を算出する。この補正クランク角のマップは、筒内圧を考慮した場合のエンジン回転速度Ｎe の二乗と回転角θとの関係（図４、図５の実線参照）を用いて目標停止クランク角φに応じて求めた目標エンジン回転速度Ｎetg の二乗と、筒内圧を考慮しない場合（フリクションのみを考慮した場合）のエンジン回転速度Ｎe の二乗と回転角θとの関係（図４、図５の破線参照）を用いて補正クランク角（φ−θh ）に応じて求めた目標エンジン回転速度Ｎetg の二乗とが等しくなるように設定されている。

この後、筒内圧を考慮しない場合（フリクションのみを考慮した場合）のエンジン回転速度Ｎe の二乗と回転角θとの関係を用いて補正クランク角（φ−θh ）に応じた目標エンジン回転速度Ｎetg の二乗を次式により算出することで、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) における目標エンジン回転速度Ｎetg(0)の二乗を算出する。
Ｎetg(0)² ＝（２／Ｊ）×（６０／２π）² ×Ｔfr×（φ−θ）
ここで、Ｊはエンジン１１の慣性モーメントである。また、フリクショントルクＴfrは、クランク角、冷却水温等に応じてマップ等を用いて算出される。

次に、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりも１回前のＴＤＣ(1) ［４気筒の場合１８０℃Ａ前］における目標エンジン回転速度Ｎetg(1)の二乗を次式より算出する。
Ｎetg(1)² ＝（２／Ｊ）×（６０／２π）² ×Ｔfr×｛（φ−θ）＋１８０×１｝

その次に、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりも２回前のＴＤＣ(2) ［４気筒の場合（１８０×２）℃Ａ前］における目標エンジン回転速度Ｎetg(2)の二乗を次式より算出する。
Ｎetg(2)² ＝（２／Ｊ）×（６０／２π）² ×Ｔfr×｛（φ−θ）＋１８０×２｝

以下、同じようにして、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりもｎ回前のＴＤＣ(n) ）［４気筒の場合（１８０×ｎ）℃Ａ前］における目標エンジン回転速度Ｎetg(n)の二乗を次式より算出する。
Ｎetg(n)² ＝（２／Ｊ）×（６０／２π）² ×Ｔfr×｛（φ−θ）＋１８０×ｎ｝
このようにして、目標停止クランク角φからクランク角を溯る方向に目標エンジン回転速度Ｎetg の二乗をＴＤＣ毎に算出する。

この後、各ＴＤＣ(n) 毎に目標エンジン回転速度Ｎe(n)の二乗の平方根を算出して、各ＴＤＣ(n) 毎に目標エンジン回転速度Ｎe(n)を求め、これらを図６の目標軌道のテーブルに割り付ける。

以上のようにして、フリクションに基づいて目標軌道を算出する際に、目標停止クランク角φに応じて目標軌道を補正することで、エンジン回転停止時のクランク角（目標停止クランク角φ）によってエンジン回転停止時の筒内圧が変化してコンプレッショントルクが変化するのに対応して、目標軌道を補正して目標停止クランク角φで停止させるための適正な目標軌道を精度良く設定するものである。

次に、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷を制御する方法について説明する。

本実施例では、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref は、図７に示すように、オルタネータ３３の制御可能な最大負荷の半分（１／２）に設定されている。このようにすれば、オルタネータ３３は、モータジェネレータと異なり、アシストトルクを出力できないという事情があっても、仮想的にオルタネータ３３の負荷トルクを正負両方向に制御することが可能となり（基準負荷Ｔref 以下の負荷トルクを仮想的に負の負荷トルクとし、基準負荷Ｔref 以上の負荷トルクを正の負荷トルクとしてオルタネータ３３の負荷トルクを制御することが可能となり）、目標軌道へのエンジン回転挙動の追従性を向上することができる。

尚、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref は、最大負荷の半分（１／２）に限定されず、例えば、最大負荷の１／３、１／４、２／３、３／４等であっても良く、要は、オルタネータ３３の制御可能な最大負荷よりも小さく、０よりも大きい適宜の負荷を基準負荷トルクＴref に設定すれば良い。
０＜Ｔref ＜最大負荷

図９（ａ）は、基準負荷トルクＴref ＝０に設定してエンジン回転停止制御を行った比較例を示している。この比較例では、オルタネータ３３の負荷トルクを正方向にしか制御できないため、実エンジン回転挙動がオーバーシュートした場合は、実エンジン回転挙動を目標軌道に一致させることができなくなる。

これに対して、本実施例のように、オルタネータ３３の基準負荷トルクＴref を最大負荷よりも小さい適宜の負荷に設定すれば、図８に示すように、仮想的にオルタネータ３３の負荷トルクを正負両方向に制御することが可能となるため、図９（ｂ）に示すように、実回転挙動がオーバーシュートした場合でも、実回転挙動を目標軌道に一致させることができる。

エンジン回転停止制御中は、エンジン回転速度Ｎe に応じた基準負荷トルクＴref(Ne) を算出すると共に、現時点のクランク角θにおける目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差を小さくするようにベース負荷トルクを算出し、このベース負荷トルクに基準負荷トルクＴref(Ne) を加算して要求負荷トルクＴalt を求める（実際には、この要求負荷トルクＴalt にプーリ比Ｒatioを乗算して要求軸トルクＴalt.final に変換する）。そして、図１０に示す要求負荷トルク特性を用いて、現時点の要求負荷トルクＴalt （要求軸トルクＴalt.final ）とエンジン回転速度Ｎe に応じた発電指令（デューティＤuty ）を算出し、この発電指令（デューティＤuty ）でオルタネータ３３の発電制御電流（フィールド電流）を制御してオルタネータ３３の負荷トルクを制御する。

このようなオルタネータ３３の負荷トルクの制御を、実エンジン回転速度がオルタネータ３３の発電限界回転速度Ｎelow（図７参照）以下に低下するまでＴＤＣ毎（４気筒の場合１８０℃Ａ毎）に周期的に実行することで、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３の負荷トルクをフィードバック制御する。

尚、図１０に示す要求負荷トルク特性は、オルタネータ３３の出力電圧が１３．５Ｖで一定の場合の特性であり、出力電圧毎に同様の特性が設定されている。
以上説明したエンジン回転停止制御は、ＥＣＵ３０によって図１１及び図１２の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。

［目標軌道算出ルーチン］
図１１の目標軌道算出ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう目標軌道算出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、目標軌道算出完了フラグが目標軌道の算出前を意味する「０」にセットされているか否かを判定し、この目標軌道算出完了フラグが目標軌道算出完了を意味する「１」にセットされていれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

一方、このステップ１０１で、目標軌道算出完了フラグ＝０（目標軌道の算出前）と判定されれば、ステップ１０２に進み、ＴＤＣ数ｎを「０」にリセットした後、ステップ１０３に進み、図５の補正クランク角のマップを参照して、目標停止クランク角φに応じた補正クランク角（φ−θh ）を算出する。

この後、ステップ１０４に進み、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりもｎ回前のＴＤＣ(n) ［４気筒の場合（１８０×ｎ）℃Ａ前］における目標エンジン回転速度Ｎetg(n)の二乗を次式より算出する。尚、ｎ＝０の場合は、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) における目標エンジン回転速度Ｎetg(n)の二乗を算出する。

Ｎetg(n)² ＝（２／Ｊ）×（６０／２π）² ×Ｔfr×｛（φ−θ）＋１８０×ｎ｝
この後、ステップ１０５に進み、目標エンジン回転速度Ｎe(n)の二乗の平方根を算出して、目標エンジン回転速度Ｎe(n)を求め、これを図６の目標軌道のテーブルに割り付ける。この目標軌道のテーブルは、ＥＣＵ３０のＲＡＭ等のメモリに記憶される。

この後、ステップ１０６に進み、ＴＤＣ数ｎを「１」だけインクリメントした後、ステップ１０７に進み、ＴＤＣ数ｎが所定値Ｎ（例えば１０）を越えたか否かを判定する。このステップ１０７で、ＴＤＣ数ｎが所定値Ｎ以下であると判定されれば、上記ステップ１０４に戻り、ＴＤＣ数ｎが所定値Ｎを越えるまで、エンジン回転停止直前のＴＤＣ(0) よりもｎ回前のＴＤＣ(n) における目標エンジン回転速度Ｎetg(n)の二乗を算出して図６の目標軌道のテーブルに目標エンジン回転速度Ｎe(n)を割り付ける処理を繰り返す。

その後、上記ステップ１０７で、ＴＤＣ数ｎが所定値Ｎを越えたと判定されたときに、ステップ１０８に進み、目標軌道算出完了フラグを目標軌道算出完了を意味する「１」にセットして、本ルーチンを終了する。

［エンジン回転停止制御ルーチン］
図１２のエンジン回転停止制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう停止制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン停止要求（アイドルストップ信号）が発生したか否かを判定し、エンジン停止要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了して、エンジン運転（燃料噴射制御及び点火制御）を継続する。

その後、上記ステップ２０１で、エンジン停止要求が発生したと判定された時点で、ステップ２０２に進み、現在のクランク角θとエンジン回転速度Ｎe を算出する。この後、ステップ２０３に進み、現在のクランク角θがオルタネータ３３の負荷トルクの制御タイミング（ＴＤＣ）であるか否かを判定し、オルタネータ３３の負荷トルクの制御タイミングでなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

上記ステップ２０３で、現在のクランク角θがオルタネータ３３の負荷トルクの制御タイミング（ＴＤＣ）であると判定されれば、ステップ２０４に進み、現在のエンジン回転速度Ｎe がエンジン回転停止制御を実行可能な最大エンジン回転速度Ｎemaxよりも低いか否かを判定し、現在のエンジン回転速度Ｎe が最大エンジン回転速度Ｎemax以上であれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対し、上記ステップ２０４で、現在のエンジン回転速度Ｎe が最大エンジン回転速度Ｎemaxよりも低いと判定されれば、ステップ２０５に進み、図６の目標軌道のテーブルを参照して、今回の制御タイミング（ＴＤＣ）に対応した目標エンジン回転速度Ｎetg を求める。ここで、車両がＭＴ車（マニュアルミッション車）の場合は、クラッチが開放状態であるか否かを判定し、クラッチ開放・継合状態に応じた目標軌道を選択するようにしても良い。

この後、ステップ２０６に進み、現在のエンジン回転速度Ｎe と目標エンジン回転速度Ｎetg とオルタネータ３３の基準負荷トルクＴref(Ne) を用いて、次式により要求負荷トルクＴalt を算出する。

ここで、Ｊはエンジン１１の慣性モーメント、Ｋはフィードバックゲイン、Δθはクランク角変化量（３０ＣＡ）である。

この後、ステップ２０７に進み、要求負荷トルクＴalt にプーリ比Ｒatioを乗算して、オルタネータ３３の要求軸トルクＴalt.final に変換した後、ステップ２０８に進み、バッテリ電圧を検出する。

この後、ステップ２０９に進み、バッテリ電圧毎に作成された複数の要求負荷トルク特性マップ（図１０参照）の中から、現在のバッテリ電圧に対応する要求負荷トルク特性マップを選択して、現在の要求軸トルクＴalt.final とエンジン回転速度Ｎe に応じた発電指令（デューティＤuty ）を算出して、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例では、エンジン回転を停止させる際に、フリクションに基づいて目標軌道を算出し、実エンジン回転挙動を目標軌道に合わせるようにオルタネータ３３を制御するようにしたので、エンジン停止過程のエンジン回転挙動のばらつきを十分に補償することができて、エンジン回転停止クランク角を精度良く目標のクランク角範囲内に制御することができる。しかも、目標停止クランク角に応じて目標軌道を補正するようにしたので、エンジン回転停止時のクランク角（目標停止クランク角）によってエンジン回転停止時の筒内圧が変化してコンプレッショントルクが変化するのに対応して、目標軌道を補正して目標停止クランク角で停止させるための適正な目標軌道を精度良く設定することができ、エンジン回転を目標停止クランク角で精度良く停止させることができる。

また、エンジン停止過程で各気筒の筒内圧は、圧縮行程でエンジン回転を妨げる方向（運動エネルギが減少する方向）に作用し、膨張行程でエンジン回転を促進する方向（運動エネルギが増加する方向）に作用するため、ＴＤＣ毎に筒内圧による運動エネルギの収支が０となる。この点に着目して、本実施例では、目標軌道（目標停止クランク角に至るまでの目標エンジン回転速度）をＴＤＣ毎に設定するようにしたので、筒内圧による周期的な運動エネルギ変化の影響を排除して、エンジン回転停止時の筒内圧の影響のみを考慮して目標軌道を設定することができ、目標軌道を設定する際の演算を簡単化することができる。

しかしながら、本発明は、目標軌道をＴＤＣ毎に設定する構成に限定されず、目標軌道を所定クランク角間隔毎に設定するようにしても良い。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 筒内圧を考慮しない場合の運動エネルギＥと回転角θとの関係を示す図である。 筒内圧を考慮した場合の運動エネルギＥと回転角θとの関係を示す図である。 目標軌道の算出方法を説明する図である。 補正クランク角のマップの一例を概念的に示す図である。 目標軌道のテーブルの一例を概念的に示す図である。 オルタネータ負荷特性を説明する図である。 エンジン回転停止制御時の見掛上のオルタネータ負荷特性を説明する図である。 （ａ）は基準負荷トルクＴref ＝０に設定してエンジン回転停止制御を行った比較例を説明するタイムチャート、（ｂ）は基準負荷トルクＴref を最大負荷の半分に設定してエンジン回転停止制御を行った実施例を説明するタイムチャートである。 要求負荷トルク特性のマップの一例を概略的に示す図である。 目標軌道算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 エンジン回転停止制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン、１３…吸気管、１４…スロットルバルブ、１９…燃料噴射弁、２１…排気管、２６…クランク角センサ、２９…カム角センサ、３０…ＥＣＵ（目標軌道算出手段，停止制御手段）、３３…オルタネータ（発電機）

Claims (3)

1. エンジン停止要求が発生したときに燃焼を停止させてエンジン回転を停止させるエンジン回転停止制御装置において、
   エンジン回転が目標停止クランク角で停止するまでの目標エンジン回転速度の軌道である目標軌道をフリクションに基づいて算出する目標軌道算出手段と、
   エンジン回転を停止させる際に実エンジン回転挙動を前記目標軌道に合わせるようにエンジンの補機であるオルタネータの負荷を制御する停止制御手段とを備え、
   前記目標軌道算出手段は、前記フリクションに基づいて前記目標軌道を算出する際に、筒内圧の変化によって生じる前記目標軌道の変化に対応させるように前記目標停止クランク角に応じて前記目標軌道を補正し、
   前記停止制御手段は、前記オルタネータの基準負荷を設定して、前記実エンジン回転挙動を前記目標軌道に合わせるように前記オルタネータの負荷を前記基準負荷を基準にして制御することを特徴とするエンジン回転停止制御装置。
2. 前記目標軌道算出手段は、前記目標停止クランク角に基づいてエンジン回転を停止させる際の筒内圧を考慮した補正係数を算出し、該補正係数を用いて前記目標軌道を補正することを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転停止制御装置。
3. 前記目標軌道算出手段は、前記目標軌道として、前記目標停止クランク角に至るまでの目標エンジン回転速度を上死点毎に設定した目標軌道を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン回転停止制御装置。

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